淺談聚合物在砂漿及混凝土中的作用
關(guān)鍵詞:聚合物;粘結(jié)力;混凝土
1 問題的提出
普通水泥砂漿或普通混凝土在工程使用過程中常常出現(xiàn)脆性過大而柔性不足,其抗壓強(qiáng)度較高,而抗拉強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度較低,彈性模量較高而變形能力很差的問題,因而在工程應(yīng)用中受到很大限制, 隨著高性能混凝土( HPC) 的發(fā)展,高強(qiáng)混凝土(HSC) 的應(yīng)用日益增多,普通混凝土的脆性問題顯得尤為突出。因此對水泥基材料降低脆性,提高韌性和變形能力,是廣大應(yīng)用領(lǐng)域必須解決的重大課題。
2 解決思路
經(jīng)過大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在普通水泥砂漿或普通混凝土中摻加聚合物的方法使之改性,并獲得更好的工程使用性能是一條行之有效的途徑。聚合物可以下面幾種形式摻入到水泥基材中:乳液方式,在分散粉末或水溶性聚合物粉末的方式以及單體或聚合物的液體樹脂的方式,當(dāng)聚合物以乳液方式加入到水泥基材中( PCM),叫做乳液改性水泥基材料(LMC),用于乳液改性水泥基中的彈性體聚合物包括瀝青、天然橡膠、丁苯橡膠,熱塑體包括:聚乙烯醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、苯丙乳液等。
聚合物以粉末的形式摻入PCM中乳液在制造過程中經(jīng)噴霧干燥即形成可再分散粉末,加入到水泥槳中重新形成乳液,并在養(yǎng)護(hù)過程中干燥成膜,用時加水即可。聚合物以樹脂的方式有:環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、甲基丙烯酸酯單體、氨基甲酸乙酯、呋喃樹脂、酚醛樹脂等。
用于PCM 的聚合物的典型物理特征是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),當(dāng)溫度高于Tg 時,材料行為為類似橡膠,受載時產(chǎn)生彈性變形;當(dāng)溫度低于Tg 時,材料行為象玻璃易于產(chǎn)生脆性破壞。熱塑性聚合物Tg 值居于二者之間,用于PCM 聚合物的Tg值的重要意義在于其彈性和塑性將對PCM的性產(chǎn)生影響,配制PCM 時,應(yīng)根據(jù)不同用途及使用環(huán)境選擇不同Tg 值的聚合物。
聚合物的另一個特征是最低成膜溫度(MFT),它是聚合物形成連續(xù)膜的最低溫度,只有當(dāng)水泥水水溫度高于MFT,聚合物才可以形成均勻的膜結(jié)物。
當(dāng)聚合物加入到新拌水泥混凝土拌合物時,在攪拌過程中聚合物顆粒均勻地分散到水泥槳體中,水泥一加水水化反應(yīng)就開始,氫氧化鈣溶液很快達(dá)到飽和并析出晶體,同時生成鈣釩石晶體及水化硅酸鈣凝膠體,聚合物顆粒便沉積到凝膠體和?